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CURSO DE CONTROL DE SOLIDOS

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CURSO DE CONTROL

DE SOLIDOS

Page 2: Curso Control Solidos.pdf

CONTENIDO

1. LODOS DE PERFORACION

2. METODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

• DILUCION

• DESPLAZAMIENTO

• PISCINAS DE ASENTAMIENTO

• TRAMPA DE ARENA

• SEPARACION MECANICA

3. CLASIFICACION DE LOS SÓLIDOS

4. PUNTO DE CORTE DE LOS EQUIPOS DE CONTROL

DE SÓLIDOS

5. CONFIGURACION DE LOS EQUIPO DE CONTROL

DE SÓLIDOS

Page 3: Curso Control Solidos.pdf

5. ZARANDAS

• COMPONENTES BASICOS

• PRINCIPIO DE OPERACION

• TIPO DE VIBRACION

MOVIMIENTO CIRCULAR

MOVIMIENTO LINEAL

MOVIMIENTO ELIPTICO ASIMETRICO

MOVIMIENTO ELIPTICO SIMETRICO

• DINAMICA DE LA VIBRACION

• VENTAJAS Y DESVENTAJAS

• MANTENIMIENTO

Page 4: Curso Control Solidos.pdf

6. MALLAS

• TIPOS DE MALLAS

• PUNTO DE CORTE

• SELECCION DE MALLAS

• GRADO DE ALAMBRES

• MALLAS TENSIONADAS

• MALLAS PRETENSIONADAS

• MALLAS PIRAMIDALES

• CURVAS DE EFICIENCIA

• AJUSTE DE MALLAS

• SISTEMA DE SUJECION

• CONFIGURACION DE LA CUBIERTA

• TAPONAMIENTO

Page 5: Curso Control Solidos.pdf

7. DESGASIFICADORES

• TIPOS DE DESGACIFICADORES

ATMOSFERICOS

VACIO (VACCUM)

• INSTALACION

• MANTENIMIENTO

8. HIDROCICLONES

• CONCEPTO

• DISEÑO

• DIAMETRO DE CONOS

• ANGULO DE CONOS

• DIAMETRO DE VERTICE

• PARAMETROS DE FLUJO

Page 6: Curso Control Solidos.pdf

8. HIDROCICLONES

• CABEZA DE ALIMENTACION

• TAMAÑO DE LAS PARTICULAS

• PARAMETROS AJUSTABLES

• UNIDADES DE LOS HIDROCICLONES

• EFICIENCIA DE SEPARACION

9. MUD CLEANER

• INSTALACION Y OPERACION

• MANTENIMEITNO

• APLICACION

• TRES EN UNO

Page 7: Curso Control Solidos.pdf

10. CENTRIFUGAS DE DECANTACION

• CONCEPTOS

• COMPONENTES PRINCIPALES

• PRINCIPIO DE OPERACION

• DESEMPEÑO

• VELOCIDADES DE APLICACION

• VELOCIDAD DE TRANSPORTE DE SÓLIDOS

• APLICACIONES

• CENTRIFUGAS DE BAJA VELOCIDAD

• CENTRIFUGAS DE ALTA VELOCIDAD

• OPERACION DUAL DE CENTRIFUGAS

LODO BAJO PESO

LODO ALTO PESO

Page 8: Curso Control Solidos.pdf

11. CENTRIFUGAS DE DECANTACION

• DEWATERING

• CENTRIFUGAS VERTICALES VERTI G

• CENTRIFUGAS HORIZONTALES

Page 9: Curso Control Solidos.pdf

LODOS DE

PERFORACION

Page 10: Curso Control Solidos.pdf

LODO DE PERFORACION:

ES LA MEZCLA DE LIQUIDOS, QUIMICA Y

SÓLIDOS.

LOS SÓLIDOS PUEDEN SER TIPO COMERCIAL

(ADICIONADOS PARA ALCANZAR PROPIEDADES

DESEADAS) O SÓLIDOS PERFORADOS

(NO COMERCIALES Y CONTAMINANTES)

Page 11: Curso Control Solidos.pdf

FUNCIONES DE LOS LODOS

• TRANSPORTAR LOS CORTES DE PERFORACION Y

DERRUMBES A LA SUPERFICIE.

• MANTENER EN SUSPENSION LOS CORTES Y

DERRUMBES EN EL ANULAR CUANDO SE DETIENE

LA CIRCULACION.

• CONTROLAR LA PRESION SUBTERRANEA.

• ENFRIAR Y LUBRICAR LA BROCA Y SARTA.

Page 12: Curso Control Solidos.pdf

FUNCIONES DE LOS LODOS

• DAR SOSTEN A LAS PAREDES DEL POZO.

• AYUDAR A SUSPENDER EL PESO DE LA SARTA Y

REVESTIMIENTO.

• TRANSMITIR POTENCIA HIDARULICA SOBRE LA

FORMACION, POR DEBAJO DE LA BROCA.

• PROVEER UN MEDIO ADECUADO PARA LA

EVALUACION DE LA FORMACION.

• MINIMIZAR EL IMPACTO AMBIENTAL.

Page 13: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Densidad: Se mide mediante la balanza. Los lodos se

consideran livianos hasta un peso de 10.5 lpg (Libras por galón)

y pesados con pesos mayores. Los lodos con pesos mayores de

14 lpg son considerados muy pesados y costosos por la cantidad

de barita usada. Los densificantes le dan un mayor peso al lodo.

Contenido de sólidos: Se mide por retorta en laboratorio es (%)

Volumen total de sólidos / Volumen total del lodo.

Page 14: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Filtración y Torta: Es la pérdida de fluido a través del tiempo

(Volumen de filtrado / Tiempo de filtración). Se mide por

medio de una filtro prensa en donde se simula las condiciones

del pozo bajo cierta presión y temperatura. La torta es el

resultado final de filtración que queda al pasar el líquido por el

filtro de papel a presión en donde se obtiene cierta consistencia

y espesor semejante a la pared del pozo que depende de la fase

sólida del lodo.

Page 15: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Viscosidad : Es la resistencia del lodo a fluir. A mayor cantidad de

sólidos mayor será la resistencia al flujo o viscosidad. La unidad

de medida es Centipoises (Cp).

Punto de cedencia : Es la resistencia del flujo debido a las fuerzas

eléctricas o la capacidad de acarreo del lodo por área de flujo. Se

mide en Libras / 100 pies2 con la lectura del viscosímetro

Page 16: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Viscosidad Plástica (VP): Es la resistencia al flujo debido al

tamaño, forma y número de partículas. Se mide en el laboratorio

por medio del viscosímetro y la unidad es el centipoise.

VP (cp) = Θ 600 - Θ 300

Page 17: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

Resistencia de Gel: Es la consistencia tixotrópica del lodo o la

propiedad del lodo de ser gel (gelatina) y mantener las partículas

en suspensión cuando no exista circulación. La unidad de medida

es Libras / 100 pies2.

pH y Alcalinidad: Todo lodo debe ser alcalino con rango entre 9.0

– 10.5 generalmente. Se mide por un método colorímetrico o

directamente por pH – metro, es adimensional.

Page 18: Curso Control Solidos.pdf

PROPIEDADES DE LOS LODOS

MBT (Capacidad de intercambio catiónico): Es la capacidad total

de absorción de las arcillas (bentonita + arcilla de formación). Se

mide por el método de azul de metileno. (Lbs / bbl de lodo).

Cloruros y Calcio: Indica aguas de formación entrando al pozo y

contaminación por cemento y yeso. Se mide por medio de

reactivos químicos en el laboratorio.

Page 19: Curso Control Solidos.pdf

CLASES DE LODO

Los lodos de Perforación se clasifican según la naturaleza de la

fase líquida en cuatro grandes grupos principales:

Lodos Base Agua Lodos agua bentonita

Lodos Naturales

Lodos Fosfato

Lodos tratados con Calcio

Lodos de cal.

Lodos de Yeso.

Lodos de lignosulfonato

Lodos de agua salada

Page 20: Curso Control Solidos.pdf

Lodos Base Aceite

Emulsiones Invertidas

Lodos Neumáticos Aire Seco

Niebla

Lodos aireados

Espuma

Page 21: Curso Control Solidos.pdf

1. METODOS DE CONTROL DE SÓLIDOS

• DILUCION:

La Dilución consiste en agregar un volumen de fluido base al

lodo de perforación, permitiendo la reducción de la

concentración de sólidos en volumen.

• DESPLAZAMIENTO:

El desplazamiento consiste en descartar grandes volúmenes de

lodo por lodo nuevo en optimas condiciones.

La Dilución consiste en agregar un volumen racionado de

fluido, el desplazamiento es agregar un volumen total de fluidos.

Page 22: Curso Control Solidos.pdf

•PISCINAS DE ASENTAMIENTO

Es la separación de partículas sólidas por efecto de gravedad, debido a

la diferencia de densidades entre los sólidos y el líquido. Depende del

tamaño de partículas, gravedad especifica y viscosidad del lodo.

•TRAMPA DE ARENA

Es el primer comportamiento localizado en el sistema de tanques de

cualquier taladro de perforación, es básicamente un tanque de

asentamiento que esta localizado debajo de las zarandas. El lodo que

cae a la trampa de arena pasa al siguiente tanque por rebose.

Diseño: Pendiente > 30°

La longitud y ancho debe ser menor que la profundidad

Page 23: Curso Control Solidos.pdf

• SEPARACIÓN DE MECÁNICA

Es la separación selectiva de los sólidos perforados del lodo por

diferencia de tamaño y masa.

OBJETIVO DEL CONTROL DE SÓLIDOS

ALCANZAR PASO A PASO LA REMOCIÓN PROGRESIVA DE

LOS SÓLIDOS PERFORADOS, PERMITIENDO QUE CADA

EQUIPO OPTIMICE EL DESEMPEÑO DE LOS EQUIPO

SIGUIENTES. ADEMÁS EL SISTEMA DEBE PERMITIR

AJUSTAR LA ELIMINACIÓN DE LOS SÓLIDOS

INDESEABLES Y LA RECUPERACIÓN DEL VALIOSO

MATERIAL DENSIFICANTE.

Page 24: Curso Control Solidos.pdf

CLASIFICACIÓN

COLOIDAL

ULTRA FINOS

FINOS

MEDIO

INTERMEDIO

TAMAÑO EN MICRAS

Menor de 2

2 a 44

44 a 74

74 a 250

>250

• CLASIFICACIÓN API DEL TAMAÑO DE LOS SÓLIDOS

Page 25: Curso Control Solidos.pdf

CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS

DESEABLES INDESEABLE

Bentonita Sólidos Perforados

Barita

GRAVEDAD ESPECIFICA

ALTA BAJA

Hematita Bentonita

Barita Sólidos perforados

Arcilla

Arena, etc.

Page 26: Curso Control Solidos.pdf

CLASIFICACIÓN DE LOS SÓLIDOS

REACTIVIDAD

Reactivos Interés

Bentonita Arena

Arcilla Limo, arenisca

TAMAÑO (Área Superficial)

Grande Pequeña

Bentonita Arena

Page 27: Curso Control Solidos.pdf

%

3 12 Particle Size (microns) 44 74 150 300 1000

333 83 Specific Surface Area 23 13 6.7 3.3 1

Barita3% > 74 Micrones5% > 44 Micrones

Sólidos de Perforación

1000 Micrones = 1 Millimetros = 1/40 inch

Coloidales Ultra-Finos Finos Medios Intermedios/Grueso

Desarenadores

Zarandas Vibratorias de Alto

Desempeño

Limpiadores de Fluido y

Desarcilladores

Centrífugas de baja Velocidad

Centrífugas de Alta Velocidad

PUNTO DE CORTE EQUIPOS DE CONTROL DE SOLIDOS

Page 28: Curso Control Solidos.pdf

01020304050607080100

Page 29: Curso Control Solidos.pdf

Cronología del Desarrollo Tecnologico

First penetration drilling

1950 1970 1990 2010

First vacuum degasser

4-inch hydrocyclone

Remotely operated choke

Turbo Flite Centrifuge

First hydrocyclones

Swaco Milestones

Super Choke

First drilling chokeFirst patented SuperScreen

First FPSTOGA System

ALS

SMART Systems

SMGS

BEM ShakerUBD-10

VERTI-GV-Millennium

TPSVSB518

First Cuttings Vacuum SystemCuttings Injection

Page 30: Curso Control Solidos.pdf

ZARANDAS

• SON LA PRIMERA LINEA DE DEFENSA DEL SISTEMA

INTEGRAL DE CONTROL DE SOLDIOS

• LA SEPARACION SE REALIZA PO DIFERENCIA DE

TAMAÑOS

• UN POBRE DESEMPEÑO EN LAS ZARANDAS, NO

PODRA SER REMEDIADO MAS TARDE.

• EL DESEMPENO DE LAS ZARANDAS DETERMINA

LA EFICIENCIA TOTAL DEL EQUIPO DE CONTROL

DE SOLIDOS.

Page 31: Curso Control Solidos.pdf

BOLSILLO O

TANQUE RECOLEPTOR

MOTORES VIBRADORES

CANASTA

CAMA O TAZA DE DESAGUE

MALLAS

Page 32: Curso Control Solidos.pdf

PRINCIPIO DE OPERACION:

Las zarandas son el único equipo mecánico de control de sólidos

que hace la separación de partículas basado en el tamaño de las

mismas.

LA OPERACION DE LA ZARANDA ESTA EN FUNCION:

• Norma de la vibración

•Dinámica de la vibración

•Tamaño de la cubierta

•Características de las mallas

•Propiedades del lodo

•Carga de Sólidos

Page 33: Curso Control Solidos.pdf

NORMAS DE LA VIBRACION:

La posición de los motores determinan el patrón de vibración

TIPOS COMUNES DE MOVIMIENTO

CIRCULAR

LINEAL

ELIPTICO

Page 34: Curso Control Solidos.pdf

MOVIMIENTO CIRCULAR:

El movimiento de los sólidos sobre las mallas es circular uniforme:

• Patrón de vibración uniforme

• Pobre transporte de los sólidos

• Recomendados como scalper.

Page 35: Curso Control Solidos.pdf
Page 36: Curso Control Solidos.pdf

MOVIMIENTO LINEAL:

• El movimiento lineal es obtenido usando dos vibradores con

sentido de giros contrarios

• Patrón de vibración balanceado, la fuerza neta de la cesta es cero

excepto a lo largo de la línea que pasa por el centro de gravedad.

• El ángulo con respecto al eje axial es de 45-50 grados

•Buen transporte de sólidos y gran capacidad de manejo de flujo

• recomendado para cualquier operación donde sean necesarias

mallas de mesh finos.

Page 37: Curso Control Solidos.pdf

ZARANDAS DE MOVIMIENTO LINEAL:

Page 38: Curso Control Solidos.pdf

MOVIMIENTO ELIPTICO DESEQUILIBRADO:

• Patrón de movimiento desbalanceado

• Diferentes tipos de movimiento a lo largo de la canasta

• Los motores no rotan en el sentido de gravedad de la canasta,

aplicándose torque sobre esta.

• Operada con inclinacion hacia la descarga de sólidos disminuye

su capacidad

• Zarandas recomendadas para remover sólidos gruesos (Scalper)

Page 39: Curso Control Solidos.pdf

MOVIMIENTO ELIPTICO EQUILIBRADO:

El movimiento de los sólidos sobre las mallas es elíptico uniforme:

• Patrón de vibración uniforme

• Excelente transporte de sólidos

• Mayor durabilidad de las mallas, debido al patrón de

aceleramiento mas suave.

• Recomendado para cualquier tipo de operación en especial lodos

base aceite

Page 40: Curso Control Solidos.pdf
Page 41: Curso Control Solidos.pdf

MOTORES VIBRADORES

Page 42: Curso Control Solidos.pdf

DINAMICA DE LA VIBRACION:

La masa de las contrapesas y la frecuencia determina la

dinámica de la vibración.

ACELERACION:

G’s = *Strokes(in) X rpm2)/70400

•La mayoría de las zarandas operan con fuerza G’s entre 2,5 @

5,0

• La capacidad de procesamiento y el secado de los cortes es

directamente proporcionar a la aceleración

• Las zarandas con contrapesas ajustables, pueden variar la

fuerza G aplicada

Page 43: Curso Control Solidos.pdf

DINAMICA DE LA VIBRACION:

FRECUENCIA

• Los motores generalmente vienen diseñados para operar en

frecuencias de 50 y 60 Hz.

•Los vibradores de las zarandas giran normalmente a 1200 –

1800 rpm a 60 Hz de frecuencia

• La prolongación del golpe es la distancia vertical de

desplazamiento de la canasta de la zaranda.

• Pruebas de laboratorio han demostrado mejoramiento en la

capacidad de flujo en presencia de sólidos baja rpm’s (aumento

del golpe prolongado), sin embargo al bajar la frecuencia genera

que el lodo rebote mas alto, derramando lodo por los costados.

Page 44: Curso Control Solidos.pdf

CONFIGURACION DE LA CUBIERTA:

• La Cubierta de ángulo ajustable se creo para optimizar el

procesamiento del fluido y variar la acción de transporte y

secado de los cortes.

• Al usar ángulos > 3° hay que tener cuidado con los cortes

acumulados en la región liquida… La acción vibratoria y la

resistencia extendida genera degradación de los sólidos y por lo

tanto mas finos.

Page 45: Curso Control Solidos.pdf

MANIFOLD DE DISTRIBUCION:

CONSIDERACIONES DE DISENNO

• Distribución pareja

• No acumulación de sólidos (1` de caída X 12` de

long.)

ALIMENTACION DE LAS ZARANDAS

• Sólidos

• Líquidos

EVITAR RAMIFICACIONES

• Tees sin salidas

• Excesos de codos

DISTRIBUCION DE FLUJO A IGUAL NIVEL

Page 46: Curso Control Solidos.pdf

MANIFOLD CONVENCIONALES

• Muchos taladros tienen este tipo de manifold

• Mayor probabilidad de taponamiento

• Flujo desigual a los shakers

• Requiere de una mayor pendiente o inclinación.

• No se recomiendan

Page 47: Curso Control Solidos.pdf

MANIFOLD RAMIFICADO

• Manifold no común en nuestra área

• Mejor diseño que los convencionales

• Requiere de mucho espacio

• Tendencia al taponamiento

• Requiere la colocación de Yet para la limpieza.

Page 48: Curso Control Solidos.pdf

MANIFOLD CIRCULAR O FLOW DIVIDER

• Distribución pareja a cada shaker

• Eliminación de Tees sin salidas, menor cantidad de accesorios

• Mejor distribución del fluido cuando existe mas de tres shaker

Page 49: Curso Control Solidos.pdf

MANIFOLD A TRAVES DE CANALES

• Distribución pareja a cada shaker

• Excelente Manifold

• No existe posibilidad de taponamiento, ya que es

completamente abierto y el mantenimiento es muy fácil

• Recomendado para cualquier tipo de operación.

Page 50: Curso Control Solidos.pdf

SELECCION DEL NUMERO DE ZARANDAS

Page 51: Curso Control Solidos.pdf

FALLA/AVERIA POSIBLE CAUSA SOLUCION

Desgarre o rajadura en la malla Tensión insuficiente

Reemplace la malla y tensionela

apropiadamente

Caucho en mal estado Reemplace caucho

Malla suelta, no ajusta

Tornillos tensores en mal estado

(torcidos/rosca mala) Reemplace tornillos malos

Malla en mal estado Reemplace malla

Falta caucho en la bandeja o esta en mal

estado Reemplace caucho

Zaranda produce alto inusual ruido al operar

Arandelas o tornillos sueltos Chequee y ajústelos

Tornillos tensores sueltos Chequee y ajústelos

Rodamientos de vibradores malos Reemplace rodamientos

Válvula o manija del By-pass atascadaVálvula o manija con sólidos y lodo

Limpia cuerpo de manija o válvula con agua o

diesel

Vibradores demasiado calienteRodamiento sin causa Agregue grasa a rodamiento

Rodamiento en mal estado Reemplace los rodamientos

Lodo acumulado sobre la malla o derrame de

mucho lodo en la descarga sólidaMalla con tamizado muy pequeño

Cambia una malla de tamizado mas grande o

ajuste el ángulo de la bandeja de la zaranda

Malla suelta Ajuste malla con el tope aproximado (50 ft/lb)

Acumulación de lodo en los bordes traseros

de las mallas

Los vibradores no están rotando en

direcciones opuestas

Cambia la posición de un cable de

alimentación eléctrica

Malla mal tensionadas Ajuste la tensión de la mallas

FALLAS / AVERIAS

Page 52: Curso Control Solidos.pdf

REGLAS Y CUIDADOS OPERACIONALES

• Nunca haga By-pass en las zarandas

• Use preferiblemente mallas de mesh finos.

• Regule en caudal de lodo que entra a cada zaranda y

monitorearlas continuamente.

• Ajuste el ángulo de la cesta para cubrir el 75% de ola longitud

de la malla.

• Lleve inventario y control de las horas de uso de las mallas.

• Turne las zarandas cuando hayan viajes para aumentar la vida

de las mallas.

Page 53: Curso Control Solidos.pdf

PUNTO DE CORTE

• El punto de corte representa el potencial de la malla para

diferentes tamaños de partícula

• La curva de separación potencial describe el rango de

tamaños de apertura presentes en la malla

• Puntos de corte utilizados son d16,d50 y d84

• Ejemplo:

- d84 para una malla 210 = 94 micrones

- 84% del arrea disponible de la malla esta compuesta

por aperturas de diámetro menor de 94 micrones.

Page 54: Curso Control Solidos.pdf

DESEMPEÑO DE SEPARACIÓN

• La única forma de comparar mallas basados en desempeño de separación es usando las curvas de eficiencia de separación

• Las curvas de eficiencia de separación pueden ser descritas por los valores d50,d16 y d84

Nota: un solo dato de d50 no describe el rango de tamaño de apertura presentes en la malla

Page 55: Curso Control Solidos.pdf

Clasificación Ideal

Layered 110

D84 = 195 µm

D50 = 136 µm

D16 = 58 µm

D50 = 136 µm

Para ambas mallas

Market grade

100 x 100

D84 = 136 µm

D50 = 136 µm

D16 = 105 µm

30 40 50 60 80 100 200 300 400 500 800

100

80

60

40

20

Efi

cie

ncia

de S

ep

ara

ció

n

%

Tamaño de Partícula, micrones

Multi capas vs una sola capa

Page 56: Curso Control Solidos.pdf

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

Curva de Potencial de Separación para Market Grade 150x150

70 80 92 100 102 107 110 112 114 120 130Equivalente esférico de Diámetro Micrométrico

Puntos de Corte

Page 57: Curso Control Solidos.pdf

Especificaciones API

La Practica API RP-13E especifica la designación

Standard para las mallas de zarandas de perforación

- Designación de fabricante

- Potencial de separación (Tamaño Nominal de la malla)

- Puntos de corte d16, d50 y d84 (micrones)

- Conductancia ( Kdmm)

- Area neta disponible

Page 58: Curso Control Solidos.pdf

Análisis de Imagen

Page 59: Curso Control Solidos.pdf

Propuesta de Revisión al RP-13E

• Método empírico para determinar puntos de corte.

• En estos métodos no tiene en cuenta efectos de - Forma real de los sólidos, Aglomeración,Vibración de

la Zaranda, Interferencia de sólidos,propiedades del fluido, etc,,

• Análisis “de Tamiz Rotap” usados con tamices standard y muestra seca de arena.

• Diseñado para eliminar discrepancias entre los análisis de imagen y las ranuras reales delas mallas

Page 60: Curso Control Solidos.pdf

FUNCIONES DE LAS ZARANDAS

• Primera defensa contra la contaminación de sólidos al

sistema

• Manejan el 100% de la rata de circulación del sistema

activo

• Remueven sólidos incorporados al sistema basados en

tamaño de partícula y rata de circulación

• El diseño permite que la barita y otros aditivos del lodo

permanezcan en el sistema activo

Page 61: Curso Control Solidos.pdf

Actualidad

- Mallas XR (diseño patentado)

- Fabricación para la mayoría de Zarandas del mercado actual.

- Se patentó la tecnología de mallas de soporte compuesto para

las zarandas de Varco/Rigtech

- Capacidad de ofrecer todo tipo de mallas para los diferentes

marcas de zarandas del mercado.

Page 62: Curso Control Solidos.pdf

Diseño de Gancho

• Diferentes diseños usados por los fabricantes- Generalmente todos trabajan satisfactoriamente

• Gancho de pliegue sencillo- Diseño de una sola pieza- Requiere de un gancho fuerte o de una lamina metálica para

conservar la forma- Permite fácilmente encogimiento y desprendimiento de los

alambres

• Gancho de doble pliegue- Diseño de 1, 2, o 3 piezas- Asegura contacto optimo de los alambres - Dificulta que se desprendan los alambres

cuando hay carga de sólidos.

Page 63: Curso Control Solidos.pdf

• Gancho- Tres Piezas, Soldado- Dos Piezas, Soldado- Una pieza, doblado (preferido por bajo costo, alta calidad)

• Cedazo- XR ( larga vida, buen punto de corte)- TBC- DX- Rectangular (ranurada)

• Medio de Soporte- Plástico- Magnum (preferido debido a mayor area disponible y mejor

soporte)- Metálico- Malla

Tecnología de Mallas

Page 64: Curso Control Solidos.pdf

Mallas de tipo gancho sin soporte

• Diseño mas simple en

mallas

• Se aplica tensión cuando

se instala

• Una o varias capas

Page 65: Curso Control Solidos.pdf

Mallas tipo gancho - soporte plástico

• Vida útil mas larga

que mallas standard

• Superficie Rígida

• Area disponible

reducida

Page 66: Curso Control Solidos.pdf

Mallas tipo gancho - soporte metálico

• Superficie Rígida mas

fácil de tensionar

• Area disponible

reducida

Page 67: Curso Control Solidos.pdf

Mallas Pre-tensionadas (Cartucho)

• Tensión del cedazo

controlada

• Buena vida útil.

• Fácil de instalar

• Asegura superficie plana

Page 68: Curso Control Solidos.pdf

Mallas Alto-flujo (HiFlo)

• Diseño compuesto

ultraliviano

• Sub-divisiones para

incrementan vida útil

• Reparables

Para Zarandas VSM

Page 69: Curso Control Solidos.pdf

Soporte de Estructura Compuesta

Cedazo externo de acero

inoxidable

Malla de Soporte en

acero inoxidable

Cedazo intermedio

de acero

inoxidable

Soporte Plástico y

vidrio reforzado

Estructura de varilla

en acero – alta tensión

Page 70: Curso Control Solidos.pdf

Mallas - XR

• XR se refiere al alambre y a la

técnica de tejido:

• Tejido Exclusivo y Patentado

• Alambres Intercalados y

asegurados en puntos fijos

mediante proceso único

• Alambres mas pesados que las

normales

• Apertura Rectangular v/s Cuadrada

Page 71: Curso Control Solidos.pdf

Malla Magnum

• Magnum es una técnica de pegado y

no se refiere al alambre o tejido.

• Las capas de la malla son fundidas,

tensionadas y pegadas a un marco.

• Unica técnica de aplicación del

pegante en el interior del soporte de la

malla

• Reemplaza el método normal de

soporte plástico y/o metálico

Page 72: Curso Control Solidos.pdf

Malla Magnum (BEM600)

• Bloquea menor arrea ( Tipo de Pegado Patentado)

• Soporte ultra liviano

• Paneles sub-divididos para aumentar vida útil

• Reparables

Page 73: Curso Control Solidos.pdf

Maximizer

• Mallas pre-tensionadas con

soporte metálico, para zaranda

Derrick modelo 48

• Mejor distribución de sólidos.

• Elimina efecto de herradura.

• Puede operar a bajos ángulos de

cubierta en la zaranda

Page 74: Curso Control Solidos.pdf

Efecto de Herradura

MaXimiZer Tipo Gancho

Page 75: Curso Control Solidos.pdf

“Grey Hex” ( South Western)

• Soporte de Aluminio

• Subdivisión de paneles

• Reparable

Page 76: Curso Control Solidos.pdf

Blue Hex (Brandt)

• Soporte de Acero

• Subdivisión de paneles para alargar vida útil

• Reparables

Page 77: Curso Control Solidos.pdf

Mallas Piramidales (Derrick)

• Derrick es dueño de Patentes

• Ningún fabricante puede producirlas

• Mayor area disponible

• Reduce efecto de herradura

Page 78: Curso Control Solidos.pdf

Características de las Mallas

Tipo Diámetro del Alambre

Tejido Vida útil Capacidad Punto de Corte

Resistencia a Taponamiento

TBCMedio Cuadrado Pobre Pobre Preciso Pobre

DX/TRSFFino

CuadradoModerada Moderada Moderado Bueno

XRPesado Rectangular Muy Buena Buena Moderado Bueno

HDFino

CuadradoBuena Moderada Preciso Moderado

HCFino Rectangular Moderada Excelente Pobre Excelente

V-MFino Rectangular Moderada Excelente Pobre Excelente

Page 79: Curso Control Solidos.pdf

Conductance Compared to Derrick Screens

SCREEN

DESIGNATION

CONDUCTANCE

(kD/mm)

DX140 2.24

XR140 2.97

DX175 1.85

XR175 2.44

DX210 1.63

XR210 1.87

DX250 1.21

XR250 1.46

Page 80: Curso Control Solidos.pdf

Usable Area Comparison

0

2

4

6

8

10

12

14

16

XR Mesh Dia.Back+

Area

Cond.

Trans.

XR 175 XR 210 PDM 175 PDM 210

Page 81: Curso Control Solidos.pdf

Caract. Mallas Pre-tensionadas

SoporteArea

BloqueadaTensión Rigidez Peso

Re-enmallad

o??Costo

Compuesto 20% Yes Moderada 14 No Bajo

Aluminio / Lamina Perforada

33% No Alto 21 No Alto

Aluminio Magnum

10% Yes Alto 15 Yes Alto

Acero Inoxidable Magnum

10% Yes Alto 16 Yes Alto

CS w/Lamina Perforada

33% No Alto 30 No Alto

Page 82: Curso Control Solidos.pdf

Técnicas de Conexión del Cedazo

Técnica DescripciónTiempo de Proceso

(mallas/hour)

Lamina Perforada

Lamina de metal sumergida enepoxy y perforada , el cedazo esprensado por calor a la lamina,el metal se une al soporte conpegante y remaches.

~ 1

Malla Pre-tensionada consoporte metálico

El cedazo es tensionado, luegounido al soporte con pegante,seespera que el pegante se cure

~ 1

Pretensionado / CompuestoEl cedazo es tensionado, luegose une al soporte por medio deprensado por calor.

~ 4(or 8)

Page 83: Curso Control Solidos.pdf

Producción de soportes

Page 84: Curso Control Solidos.pdf

Producción de paneles

Page 85: Curso Control Solidos.pdf

Fabricación Compuesta

Page 86: Curso Control Solidos.pdf

Fabricación Compuesta

Page 87: Curso Control Solidos.pdf

DESGASIFICADOR

Page 88: Curso Control Solidos.pdf

DESGASIFICADOR

La presencia de GAS en el lodo puede ser:

• Dañino para los equipos del taladro (corrosivo), un problema potencial de control de pozo, Letal si es toxico o inflamable

• Hay dos tipos de desgasificadores:

• Desgasificadores Atmosférico: aceptable en lodo sin peso y baja viscosidad.

• Desgasificadores de Aspiración (vacío): son superiores a los atmosféricos y muy usados en lodos pesados y alta viscosidad.

• Bombas centrifugas, hidrociclones y bombas del taladro pierden eficiencia si el lodo tiene corte de gas

Page 89: Curso Control Solidos.pdf

Desgasificador

• El desgasificador debe ser instalado entre la trampa de arena y

los primeros hidrociclones (desander).

• Chequee la succión del desgasificador, ésta no esta exenta de

taponamientos.

• Siempre probar el desgasificador antes de iniciar cualquier

operación de perforación.

Page 90: Curso Control Solidos.pdf

TIPOS DE DESGASIFICADORES

a) Separador Lodo-Gas Vertical

Page 91: Curso Control Solidos.pdf
Page 92: Curso Control Solidos.pdf

TIPOS DE DESGASIFICADORES

a) Separador Horizontal

Page 93: Curso Control Solidos.pdf

Instalación y Operación

• Los degasificadores atmosféricos deben descargar horizontalmente através de la superficie del tanque para que permita el rompimientode las burbujas de gas.

• Los tipo vacío deben descargar debajo de la superficie del lodo

• Para la operación de los desgasificadores se usan, por lo general,bombas centrifugas (más comerciales).

• La bomba centrifuga debe suministrar la cabeza alimentadoranecesaria. La ubicación de la succión de esta centrifuga debe ser lomás lejos de la succión del desgasificador

• Instalar un manómetro para controlar la cabeza alimentadora en eleductor.

Page 94: Curso Control Solidos.pdf

HIDROCICLONES

Page 95: Curso Control Solidos.pdf

QUE SON?

• Son recipientes de forma cónica en las cuales

la energía de presión es transformada en fuerza

centrifuga.

COMO TRABAJAN?

• El lodo se alimenta por medio de una bomba

centrifuga, a través de una entrada que lo envia

tangencialmente a la cámara de alimentación.

• Una corta tubería llamada tubería del vortice,

forza a la corriente en forma de remolino a

dirigirse hacia abajo en dirección del vértice

(parte delgada del cono)

Page 96: Curso Control Solidos.pdf

¿CÓMO TRABAJAN?

• La fuerza centrifuga creada por este

movimiento del lodo en el cono forza

las partículas más pesadas hacia fuera

contra la pared del cono.

• Las partículas más livianas se dirigen

hacia adentro y arriba con un vortice

espiralado que la lleva hacia el orificio

de la descarga o del efluente.

• La descarga en el extremo inferior es

en forma de spray con una ligera

succión en el centro.

Page 97: Curso Control Solidos.pdf

FLUJO DE CUERDA

• Si la concentración de sólidos es alta, talvez no haya espacio suficiente para lasalida de todos los sólidos. Esto causa unacondición como descarga de cuerda.

• El flujo de chorro o cuerda, los sólidosse agrupan cerca de la salida y solamentelas partículas más grandes saldrán delcono hasta tapar el cono

• Antes del taponamiento la velocidad dela salida será lenta y los muchos sólidosque no pueden salir del cono regresan conel fluido. (desgaste parte inf. Del cono).

Page 98: Curso Control Solidos.pdf

PARAMETROS DE EFICIENCIAS:

1. DIAMETRO DEL CONO

2. VISCOCIDAD PLASTICA

3. PIES DE CABEZA

4. DIAMETRO DE LA DESCARGA SUCIA

Page 99: Curso Control Solidos.pdf

1. DIAMETRO DEL CONO:

El diámetro del cono es quien

determina la capacidad de

procesamiento de los hidrociclones,

los conos de gran diámetro pueden

procesar altos caudales pero tienen un

inferior potencial de separación.

Page 100: Curso Control Solidos.pdf

2. VISCOCIDAD PLASTICA

Los hidrociclones son extremadamente sensibles a las

viscosidad plástica del fluido que procesan.

Page 101: Curso Control Solidos.pdf

3. PIES DE CARGA

•Los pies de carga o la presión de alimentación afectan

considerablemente la eficiencia de los hidrociclones.

•Una insuficiente carga reduce la velocidad del fluido

dentro del cono y afecta el potencial de separación

•Una carga alta causara prematuros daños en la estructura

de los conos.

•La carga esta referida a la presión y densidad del fluido,

dada por la ecuación de presión hidrostática:

P=0,052 x H x Dmud

Page 102: Curso Control Solidos.pdf

•Generalmente los hidrociclones requieren de 75 pies de

carga.

•La presión requerida de acuerdo al peso del lodo, puede

ser aproximadamente.

P= 4 x Dmud

Page 103: Curso Control Solidos.pdf

4. DIAMETRO DE LA DESCARGA:

• Los diámetros pequeños ocasionan taponamiento y

poca entrada de aire.

• Diámetros muy grandes ocasionan descargas muy

húmedas.

Page 104: Curso Control Solidos.pdf

Parámetros de flujo

• Los parámetros de flujo que afectan la eficiencia del hidrociclónson: - Galonaje

- Velocidad tangencial

- Cabeza de alimentación

• Estos parámetros son controlados por la bomba centrifuga quealimenta el hidrociclón

• Una optima cabeza de alimentación es uno de los factores parauna óptima descarga del cono.

• Lo optimo es una descarga en spray, lo cual implica que hay unabuena remoción de sólidos con mínima pérdida de fluido

Page 105: Curso Control Solidos.pdf

Eficiencia de la separación

La eficiencia de separación del hidrociclón depende de cuatros

factores:

• Parámetros de diseño del hidrociclón, diámetro / longitud /

entrada / vértice, etc...

• Parámetros de flujo- cabeza de alimentación

• Propiedades del fluido- Viscosidad.

• Propiedades de las partículas- Densidad.

Page 106: Curso Control Solidos.pdf

Cabeza de Alimentación

Se calcula como:

P = 0.052 * Mw * H

P = Presión de alimentación a la entrada del cono (psi).

Mw = Densidad del lodo (ppg).

H = Cabeza de alimentación *(pies).

*Normalmente75ft de cabeza

• Una deficiencia de P cabeza reduce la velocidad del fluido dentro del cono yafecta la eficiencia de separación (descarga de soga)

• Un exceso de P cabeza puede causar desgaste prematuro y aumentará loscostos de mantenimiento (cortes muy seco taponamiento)

•Manipulando el diámetro del fondo del cono se puede remediar el exceso odeficiencia de cabeza.

Page 107: Curso Control Solidos.pdf

Parámetros de flujo

Las propiedades del fluido que tienen un impacto directo en la

operación de un hidrociclón son:

- Viscosidad- factor más importante

-Densidad

Page 108: Curso Control Solidos.pdf

TAMAÑO Y FORMA DE LAS PARTÍCULAS

Las características de las partículas juegan un papel muyimportante en la eficiencia de la separación. Estas incluye:

• Tamaño y forma de las particulas.

• Densidad de las partículas.

• Concentración de sólidos.

• La forma influye en el comportamiento de asentamiento.Partículas de forma rectangular debido a su alto coeficiente defricción se asentarán más despacio que partículas cilíndricas.

• La concentración volumetrica de sólidos generan variosproblemas de asentamiento como:

Incremento de la viscosidad

Interferencia entre partículas.

Saturación de sólidos.

Page 109: Curso Control Solidos.pdf

PARÁMETROS AJUSTABLES

• Solo el diámetro de ápice o vérticedel cono puede ser ajustado paraobtener una descarga en forma despray.

• Si el hidrociclón esta en buenascondiciones y la operación es aunmuy pobre entonces puede existirproblemas en la bomba centrifugadesignada para el hidrociclón:- Impeller esta bloqueado, deteriorado

o no es el optimo.- Las líneas de succión o descarga

están bloqueadas parcialmente.- Etc......

Page 110: Curso Control Solidos.pdf

DESARENADORES

• Los desarenadores son usados en lodo

con poco peso, para separar partículas

tamaño arena de 74 micrones o mas

grandes

• Los hidrociclones separan los sólidos de

acuerdo a su densidad.

• El punto de corte de estos hidrociclones

aproximadamente esta entre 50 a 80

micrones.

• En los lodos pesados no es muy

recomendable usar este tipo de equipo

debido a que la densidad de la barita es

sustancialmente mas alta que la densidad

de los sólidos de perforación.

Page 111: Curso Control Solidos.pdf

DESARENADORES

• Tradicionalmente los desarenadores

debían ser instalados después del

desgacificador para evitar la cavitacion

de las bombas de alimentación, pero hoy

en dia es instalado en la trampa de arena.

• La descarga del desarenador debe ser al

tanque contiguo a la succión.

Page 112: Curso Control Solidos.pdf

DESARCILLADORES

• Los conos de los desarcilladores son

fabricados en una gran variedad de

tamaños, en un rango entre 2 a 6 pulgadas.

• El punto de cortes de estos equipos esta en

un rango de 12 a 44 micras.

• El desarcillador difiere del desarenador en

el diámetro del cono y capacidad de

procesamiento, pero el funcionamiento en

igual.

• Gran cantidad de tamaños de partículas de

la barita se encuentra en el rango del

“limo”, por esa razón en lodos

densificados no es muy recomendable el

uso de este equipo

Page 113: Curso Control Solidos.pdf

DESARCILLADORES

• Los desarcilladores son usados en los lodos densificados cuando

su desagüe (Underflow) posteriormente pueda ser procesada por

las centrifugas o por una zaranda.

• La operación de este equipo igualmente depende de una bomba

centrifuga. El lodo debe ser succionado del tanque que descarga

el desarenador y su descarga procesada en el tanque contiguo

Page 114: Curso Control Solidos.pdf

Trampa de Arena Activo n°1 Activo n°2 Foso de Aspiración

Desarenador Deslimador Microclon

Diagrama del Hidrociclón

Page 115: Curso Control Solidos.pdf

VENTAJAS

• Operaciones simples- fácil mantenimiento

• Barato.

• No tiene parte móviles.

• Su operación permite reducir costo, pues es reducido el desecho de lodo.

• Incrementa la vida de la boca y aumentara las ratas de perforación.

DESVENTAJAS

• Las propiedades del lodo afectan su desempeño.

• Su operación genera degradación de los sólidos-uso de bomba centrifuga

Page 116: Curso Control Solidos.pdf

DESVENTAJAS

• Voluminoso.

• Los punto de corte generados se puede obtener con optimas

zarandas.

• La descarga sólida es bastante húmeda. No puede usarse en

lodo con fase líquida costosa.

• Requieren correctos tamaño de bomba.

• Sus conos fácilmente se tapan.

• El mal funcionamiento de sus conos generan excesiva pérdida

de lodo.

Page 117: Curso Control Solidos.pdf

REGLAS OPERACIONALES

• No haga by-pass en las shakers. Este mal habito origina taponamiento en los hidrociclones.

• El número de conos debe ser el suficiente para manejar la totalidad de la circulación

• Use el desander cuando en las zarandas no pueda usar mallas mayores a 140 mesh (punto de corte 100 micrones)

• No use la misma bomba centrifuga para alimentar el desander y desilter. Cada unidad debe tener su propia bomba.

• Las centrifugas o los mudcleaner pueden ser usado para procesar eldesagües de los hidrociclones.

• Entre pozos o en periodos de stand by largo limpie los manifolds de los hidrociclones. Chequee el desgaste interior de los conos.

Page 118: Curso Control Solidos.pdf

REGLAS OPERACIONALES

• Chequee continuamente el funcionamiento de los conos. Los conos de los desarcilladores se tapan más fácilmente que el de los desarenadores. Use una varilla de soldar para destaparlos.

• La succión de las bombas centrifugas debe tener la longitud menos posible. No juegue con los diámetros de la tubería, use diámetros contantes de acuerdo con las especificaciones de la bomba

• La descarga de las bombas centrifugas debe tener una longitud máxima de 75` evitando usar la menos cantidad de accesorios posibles (codos, Tee´s, etc), para evitar muchas pérdidas por fricción.

• Ubique un medidor de presión en la línea de alimentación de los manifolds, para determinar rapidamente si la cabeza suministrada por la bomba es correcta.

Page 119: Curso Control Solidos.pdf

Falla/ Averia Posibles causas

Uno o más conos no están descargados- otros O.K. Bloqueado en la entrada del alimentador o a la salida-remueve el cono y

limpie las líneas

Algunos conos perdiendo lodo entero en una corriente Flujo de regresa de derrame en manifold, la entrada al cono tapada

Alta pérdida de lodo, figura cónica en algunos conos otros normal Velocidad baja al ingreso debido al bloqueo parcial de la entrada o cuerpo

del cono

Repetido bloqueo de las vértices, ruido al operar Las aperturas del desagüe muy pequeña. By-pass en zarandas o mallas rotas

Altas pérdidas de lodo, corriente débil, figura cónica Bajo cabeza de alimento- chequee por obstrucción, tamaño de bomba y rpm,

válvula parcialmente cerrada

La descarga del cono no es uniforme, cabeza del alimentador variando Gas o aire en el lodo de la centrifuga, línea de succión de la centrifuga muy

pequeña

Baja vida del Impeiler Cavitación en la bomba- taza de flujo muy alta- necesita líneas más largas.

Línea de succión bloqueada- Chequear obstrucción

Cono descargando una pesada corriente moviéndose lentamente Los conos están sobrecargados. Use un tamaño de vértices más grande,

insuficientes conos para manejar la cantidad de sólidos en el lodo. By-pass

en equipos. Corriente arriba

Altas pérdidas de lodos Apertura inferior muy grande- Ajuste del vértices del cono, considere

bombear el desagüe hacia las centrifugas o hacia una zaranda

Continuamente se apaga la bomba centrifuga Aumento del amperaje de la capacidad nominal de la bomba- Nivel de lodo

por debajo de la succión- Entrada de aire en la succión. Caballos de fuerza

por encima de la capacidad del motor. Chequear taponamiento en línea de

descargue o uso adicional de la entrada normal del lodo

Page 120: Curso Control Solidos.pdf

MUD CLEANER – TRES EN UNO

• Mud cleaner o limpiador de lodo es

básicamente una combinación de

un desilter colocado encima de un

matiz de malla y alta vibración

(zaranda).

• El proceso remueve los sólidos

perforados tamaño arena aplicando

primero el hidrociclón al lodo y

posteriormente procesando al

desagüe de los conos en una

zaranda de malla fina

Page 121: Curso Control Solidos.pdf

MUD CLEANER – TRES EN UNO

Según especificaciones API el 97% del

tamaño de las baritas es inferior a 74

micrones y gran parte de esta se

descarga por los Hidrociclones

(desilter/desander).

El recuperar la barita y desarenar un

lodo densificado es la principal

función de un limpiador de lodos o

Mud cleaner.

Page 122: Curso Control Solidos.pdf

MUD CLEANER – TRES EN UNO

El propósito del mud-cleaner es tamizar la descarga inferior de

los (underflow) hidrociclones para:

• Recuperar la fase líquida

• Recuperar la barita descartada.

• Producir relativamente cortes más secos

Page 123: Curso Control Solidos.pdf

MUD CLEANER – TRES EN UNO

El tamaño de malla usado normalmente varias entre 100 y 200

mesh (325 mesh raramente usada debido a taponamiento y rápido

daño de la malla)

La descarga limpia de los conos (overflow) y el fluido tamizadopor las mallas (underflow) es retornado al sistema activo.

Los parámetros que pueden ser ajustados durante la normaloperación de un mud-cleaner son los siguientes:

• Cantidad de conos.

• Tamaño/ tipo de cono.

• Tamaño de la malla.

• Velocidad de vibración.

Page 124: Curso Control Solidos.pdf

APLICACIONES

• La principal aplicación del limpiador de lodo es para sistemas de lodo

liviano donde la fase líquida es cara o ambientalmente no muy manejable

(OBM).

• En sistemas de lodo pesado el costo de barita pérdida es considerable y es

por ello que se deben tener en cuenta su uso.

• El mud cleaner no remueve fino ni ultrafino, parte de su descarga debe ser

procesada por centrifugas.

• La descarga de los hidrociclones pueden ser bombeada hacia una zaranda

para alcanzara el mismo resultado que un Mud Cleaer. Esto se debe hacer

solo si hay suficiente zaradas.

• Todas las observaciones operacionales y mantenimiento de las zarandas y

de los hidrociclones son aplicables a los Mud-Cleaner

Page 125: Curso Control Solidos.pdf

VENTAJAS

• Recuperar la fase líquida costosa (ej. Diesel) y algo de barita

descartada por los hidrociclones.

• Produce relativamente cortes más secos.

• Fácil de operar.

• Es una unidad compacta.

Page 126: Curso Control Solidos.pdf

DESVENTAJAS

- Recicla sólidos finos a través de sus mallas.

- Descarga barita con los cortes.

- Degradación de los sólidos producidos en la succión y entrega

de la bomba centrifuga para su alimentación.

- Separación en parte depende de los conos. Desempeño

(normalmente pobre).

- Requiere para su operación de una bomba centrifuga.

Page 127: Curso Control Solidos.pdf

CENTRIFUGAS

Page 128: Curso Control Solidos.pdf

CENTRIFUGAS DECANTADORAS

Separación de los sólidos de la fase liquida, que no han sido removidos ni por

las zarandas ni los hidrociclones.

Consiste en: - Un recipiente de forma cónica o bowl, rotando sobre su eje a

diferente velocidad (Entre 1,200 y 4,000 rpm).

Un sin fin o conveyor ubicado dentro del bowl gira en la misma dirección del

bowl generando una velocidad diferencial respecto al mismo entre 18 y 90rpm.

La velocidad diferencial permite el transporte de los sólidos por las paredes

del bowl en donde los sólidos han sido decantados por la fuerza centrifuga

El éxito de la operación depende de su trabajo continuo, la capacidad para

descargar sólidos relativamente secos y alcanzar una alta eficiencia de

separación.

Page 129: Curso Control Solidos.pdf

Diagrama General de las Centrifugas

Page 130: Curso Control Solidos.pdf

Separacion por sedimentación

La separacion de los solidos de un liquido utilizando un tanque de

sedimentacion abierto.

El fluido cargado de solidos entra por un extremo y sale por el otro.

El tiempo de viaje del punto de entrada al punto de salida permite que los

solidos mas grandes se sedimenten a una profundidad que afecta su separacion.

La separacion entre los solidos y los liquidos se produce basicamente por:

- La diferencia de densidad entre el solido y el liquido

- La fuerza de gravedad

-El tiempo

Las diferencias de densidad, la gravedad y otros factores que controlan este

proceso estan definidos por la LEY DE STOKES

Page 131: Curso Control Solidos.pdf
Page 132: Curso Control Solidos.pdf

Separación centrífuga

Basada en el principio de la acelaracion centrifuga paraaumentar la fuerza de gravedad o fuerza “G”

Cuando un objeto se hace girar alrededor de un eje, lagravedad aumenta de un “G” en el eje de rotacion a cierta fuerzaG maxima de la perifaria del objeto.

FUERZA “G” = D x rpm2 x 0,0000142

en donde, D = diametro del bowl (in)

rpm = velocidad del bowl

Por tanto, los solidos que necesitan horas o dias para separarse porsedimentacion, pueden separarse en segundos con una centrifuga, y el puntode corte en la separacion centrifuga depende de la fuerza G y del tiempo.

Page 133: Curso Control Solidos.pdf

Principales componentes de las centrífugas

Page 134: Curso Control Solidos.pdf

Principios de Operacion

Page 135: Curso Control Solidos.pdf

Desempeño de las centrífugas

Los siguientes son los parametros que determinan el desempeño

de las centrifugas:

• La fuerza G, la cual depende de el diametro y la velocidad del

bowl.

• La viscosidad del fluido

• La rata de procesamiento

• La profundidad del deposito

• La velocidad diferencial entre el bowl y el conveyor

• La posicion del tubo de alimentacion de la centrifuga

Page 136: Curso Control Solidos.pdf

Las siguientes son las cinco formas

de ajustar el funcionamiento de las

centrifugas:

La velocidad del bowl.

La velocidad diferencial entre el

bowl y el conveyor.

La profundidad del deposito.

La posicion del tubo de alimentacion.

La rata de procesamiento.

Dependiendo del tipo de centrifuga,

los ajustes de funcionamiento se

pueden hacer:

Mecanico: Se necesita detener la

maquina y el empleo de herramientas

Electrico: Utiliza motores

defrecuencia variable. Se realizan en

el panel de control

Hidraulico: Utiliza una transmision

hidraulica. Se realizan en el panel de

control.

Page 137: Curso Control Solidos.pdf

Velocidad de las centrífugas

El ejemplo para los modelos de las centrifugas SWACO, las velocidades de

operacion son:

Velocidad del Bowl Fuerza G

1900 rpm 720

2500 rpm 1250

3200 rpm 2100

Los cambio de velocidad se alcanzan al cambiar las correas y la posicion de las

poleas

Page 138: Curso Control Solidos.pdf

Velocidad de transporte de los sólidos

Hace referencia a la velocidad a la cual se extraen los solidos de

la centrifuga. Esta depende de:

La velocidad relativa del bowl

La distancia de separacion de los alabes

Page 139: Curso Control Solidos.pdf

Aplicación de las centrífugas decantadoras

Centrifuga de Baja Velocidad

Los parámetros de operación normal son:

Velocidad del bowl 1250 - 2500 rpm

Profundidad del deposito 2.1 pulgadas

Rata de Alimentación Puede variar

Velocidad diferencial 23 – 44 rpm

Tubo de Alimentación Completamente introducido

Recupera la barita mientras descarta los sólidos perforados, para fluidos densificados.

Contribuye al control de la viscosidad plástica del lodo.

Descarta los sólidos perforados para los fluidos no densificados. Se puede aumentar la velocidad del bowl y así obtener un punto de corte mas fino.

Page 140: Curso Control Solidos.pdf

Centrifuga de Alta Velocidad

Los parámetros de operación normal son:

Velocidad del bowl 2500 - 3400 rpm

Profundidad del deposito 2.1 pulgadas

Rata de Alimentación Puede variar

Velocidad diferencial Debe ser mínima

Tubo de Alimentación Completamente introducido

Para lodos no densificados, descarta y controla los sólidos del lodo. Se requiere máxima fuerza “G” para obtener un punto de corte mas fino.

Recupera el liquido del efluente de la centrifuga de baja velocidad, en configuraciones duales, permitiendo recuperar fluidos que pueden ser muy costosos.

Deshidratación del lodo con la ayuda de agentes floculantes (Proceso de dewatering).

Page 141: Curso Control Solidos.pdf

Operación Dual de Centrifugas – Lodo no Densificado

Page 142: Curso Control Solidos.pdf

Operación Dual de Centrifugas – Lodo Densificado

Page 143: Curso Control Solidos.pdf

Operación para deshidratación de lodos

Page 144: Curso Control Solidos.pdf

Secador de Recortes

VERTI-G

Page 145: Curso Control Solidos.pdf

• Centrifuga Vertical de Alta Velocidad

• con Malla de Canasta

• Obtiene separación máxima de líquidos / sólidos

• Alto Volumen de Procesamiento

• Puede facilitar el cumplimiento de las

Regulaciones de descarga en Retención de Fluido

en Recortes (R.O.C.)

CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES

Page 146: Curso Control Solidos.pdf

Esquemática Verti-G

Page 147: Curso Control Solidos.pdf

Malla estilo Canasta

Alambre Soldado de Cuña

Recortes

Fluido

.015” mas comun (380 micrones de separacion); .02” & .008” disponibles

también

Page 148: Curso Control Solidos.pdf

Tasas de Procesamiento Promedio Típico e Instantáneo

Tasa de Procesamiento Máxima Instantánea

Tamaño de HoyoTasa de Perforación

Promedio/Máx. (Pies/hora)

Capacidad de Procesamiento (toneladas/ hr)

26” 107’/190 24/40

17.5” 236’/428’ 25/40

14.75” 333’/600’ 25/40

12.25” 482’/867’ 26/40

Page 149: Curso Control Solidos.pdf

Recortes

Húmedos

Recortes

Secos

Locación en Tierra, Nigeria, Obagi

Page 150: Curso Control Solidos.pdf

Fluido Recuperado

Manguera de Fluido Recuperado,

hacia tanque de procesamiento

antes de ser limpiado por la

centrifuga dedicada al proceso

Tasa Típica de Fluido Recuperado

Page 151: Curso Control Solidos.pdf

Recortes Secos del Verti-G

2-4 % R.O.C. (Retención en

Recortes)

Recortes descargados

de las centrifugas dedicadas

y de tratamiento de fluido

12-18 % R.O.C.

Dos Corrientes de Residuos

85 % 15%

Total R.O.C. = .03 x .85 + .15 x .15 = 4.8%

Page 152: Curso Control Solidos.pdf

Secador VERTI-G

SISTEMA DE RECOLECCION / ALIMENTO

Gravedad, Tornillos, Sistemas Vació, Bombas

SISTEMA DE RECUPERACION DE FLUIDO

Centrifuga 518 Centrífuga

Tanque de Recuperación, Medidores de Flujo, Retortas

SISTEMA DE DESCARGA

Líneas de Descarga, Bombas, Tornillos, Gravedad?

PERSONAL

5 Componentes Principales del Sistema

Page 153: Curso Control Solidos.pdf

Sistema de Alimentación: Opción por Gravedad

Page 154: Curso Control Solidos.pdf

Sistema de Alimentación: Con Tornillo sin Fin

Page 155: Curso Control Solidos.pdf

Descarga de Tornillo Sin FinCuarto de Zarandas Vibradoras

Sistema de Alimentación: Tornillo Sin Fin en Equipo Costa Afuera

Page 156: Curso Control Solidos.pdf

Sistema de Alimentación: Tornillo Sin Fin

Page 157: Curso Control Solidos.pdf

Sistema de Alimentación: Vacío con Embudo de Válvula Rotadora

Zaranda Scalper

Zaranda Primaria

Descarga de Sólidos

Embudo de Válvula Rotadora

Tornillo Sin Fin

Caja de Recortes

Unidad de Vació de 100 HP

Secador de Recortes Verti-G

Descarga de Sólidos Secos

Tanque de Efluente del Secador

Bomba de Alimento de la Centrifuga

Dilución del Sistema Activo

Centrifuga

Descarga de Sólidos de la Centrifuga

Retorno de Fluido al Sistema Activo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

2

3

3

1

1

5

6

12

8

9

12

11

13

14

15

10

7

4

Page 158: Curso Control Solidos.pdf

Sistema de Alimentación: Vacío con Doble Embudo

Page 159: Curso Control Solidos.pdf

Reportes Diarios y Retortas

Cuttings Treatment Daily Average ROC 44.85 g/kg Verti-G Centrifuge

Bowl Speed RPM 3200.00

Flow rate gpm 45.00

Mixed cuttings, ROC 333.33 g/kg Weight Mud in gpm 11.35

Weight Mud out ppg 8.80

Solids weight ppg 13.50

Hours Run 15.00

Solids/day bbls 9.30

Percentage Cuttings Processed

Verti-G 92 %

%

Solids OOC Centrifuge 8 %

165.00 g/kg

Processed Recovered Mud

Recovered Mud Processed Recovered Mud Total returned For well 218 bbls

Processed Cuttings 34.40 g/kg Oil 54 % Oil 68 % Total returned For 17 1/2 Interval 0 bbls

Hours Run 15 Water 20 % Water 20 % Total returned For 12 1/4 Interval 0 bbls

Solids 26 % Solids 10 % Total returned For 8 1/2 Interval 218 bbls

Daily Volume Recovered 39 bbls

Cone

RotorMotor

5 Puntos de Muestreo para Retortas

Page 160: Curso Control Solidos.pdf

5 Puntos de Muestreo para Retortas

Monitoreo del Proceso: Punto de Muestreo para Retortas1

2

3

4

5

6

8

9

10

11

7

Zarandas Primarias

Tornillo Sin FinLimpia Fluido (Mud Cleaner)

VSecador de Recortes Verti-GDescarga de RecortesFluido Recuperado

Bomba de Alimento de la CentrifugaTanque de Recepción

CentrifugaDescarga de SólidosFluido Limpio al Sistema Activo

2

1

3

4

5

6

8

9

10

11

1

7

Page 161: Curso Control Solidos.pdf

Ejemplo de Curva de Desempeño

25.0

20.0

15.0

10.0

5.0

07500 8000 8500 9000 9500

Profundidad (Pies)

Por

cent

aje

Ace

ite p

or P

eso

10000 10500 11000

Verti-G y Centrifugas (Combinado)

Zarandas Secundarias

Zarandas Primarias

Porcentaje Aceite por Peso vs. Profundidad (Hoyos de 12 ¼” & 8 ½”)

2287 2439 2592 2744 2896 3049 3201 3354

Profundidad (m)

Page 162: Curso Control Solidos.pdf

Experiencia Internacional

Nigeria Venezuela Brasil

Canadá Angola Asia

Operadores:

Elf BP ExxonMobil Statoil

ChevronTexaco Nexen Enterprise Oil PDVSA

Perez PetroCanada PanCanadian BHP

Marathon

Locaciones:

Desempeño Comprobado en mas de 200 pozos internacionalmente

5.2-17.9 % ROC menor que las Zarandas

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PREGUNTAS